Характеристика лазерной сварки металла
Лазерная сварка — сравнительно молодой, востребованный и популярный метод соединения металлических элементов при помощи лазерного оборудования. Данным способом достигается максимально прочное, аккуратное и точное соединение металлических элементов.
Мгновенный нагрев и последующее плавление осуществляется при помощи лазерного луча, который нагревает место стыковки до 2500 градусов. Процесс сваривания удобно контролировать при помощи фокусирующей линзы. Создаваемый равнодлинными волнами резонанс увеличивает режущие способности лазера.
Высокая скорость оборудования исключает процессы окисления. На лазерных станках можно выполнить сплошной или прерывистый швы.
Для сварки металлов применяются следующие виды сварочных аппаратов:
- автоматические;
- полуавтоматические;
- автономные, способные выполнять функции по свариванию без участия специалиста.
Вне зависимости от вида, все аппараты способны обеспечивать надежное соединение металлических элементов.
Технология лазерной сварки
Базовыми свойствами лазерной сварки являются:
- Скоррелированность — согласованность колебательных и волновых процессов обеспечивает общую частоту работы лазера.
- Идентичность — все волны имеют одинаковую длину.
- Фокусирование — луч направляется исключительно на рабочую область.
Данные свойства позволяют получить мощный лазерный луч, который способен точно и аккуратно соединить металлы.
Процесс сваривания металлических элементов состоит из нескольких этапов:
- Обработанные на станках для резки металла, элементы плотно соединяются и фиксируются.
- Если сварка осуществляется на лазерном станке с ЧПУ, то оператор запускает прогрев оборудования и указывает задачу в компьютере.
- В случае полуавтоматической сварки специалист наводит луч лазера на свариваемую поверхность.
- После проведения всех работ производится контрольный осмотр.
Лазерный луч имеет небольшое сечение, благодаря чему дефекты при сварке металла практически исключены. Тем не менее, проведение контрольного осмотра позволяет определить исправность лазерного оборудования. Выход из строя какого-либо элемента лазерного оборудования скажется на качестве сварки, что будет являться сигналом для проведения техобслуживания лазерного станка.
Преимущества и недостатки лазерной сварки
Преимущества лазерной сварки:
- Лазерный луч применим для сваривания различных материалов: металлов, сплавов, пластика и стекла.
- Точность.
- Небольшой размер сварных соединений.
- Отсутствие термического воздействия на всю заготовку. Нагревается исключительно область соединения.
- Отсутствие продуктов сгорания. В результате сварки образуется немного пыли, которую достаточно смахнуть тряпкой с заготовки.
- Сварочный процесс при помощи лазера считается химически чистым, так как не образуется шлак.
- Возможность произвести сварку тонких листов металла. Для лазерной головки не требуется непосредственный контакт с металлом.
- Быстрая подготовка к работе.
- Высокое качество и надежность получаемых сварных швов.
Помимо преимуществ лазерной сварки, при работе на соответствующем оборудовании следует знать и его недостатки. К таковым относятся:
- Сравнительно высокая цена, по сравнению с другими видами сварочного оборудования. Данная технология доступна только крупным предприятиям, способным не только закупить оборудование, но и проводить соответствующее техническое обслуживание для его правильной работы.
- Низкий КПД. Лазерное оборудование потребляет большое количество электроэнергии.
- Особая работа с отражающими поверхностями. Отраженный луч способен нанести вред режущей голове. При проведении работ требуется строгое соблюдение всех правил безопасности.
- Для корректной работы и своевременного обслуживания лазерных станков требуется штат высококвалифицированных специалистов.
- Работы по лазерной сварке металла требуется проводить в специально оборудованных помещениях.
Условия и методы лазерной сварки
Для лазерной сварки нержавейки и других сплавов требуется строго соблюдение особенностей работы с данным оборудованием. Высокая мощность луча обеспечивается точной фокусировкой линзы. Световой пучок, достигший максимального значения, направляется системой призм на место стыковки элементов.
В зависимости от вида металла подбирается соответствующее расстояние между свариваемыми элементами. При необходимости можно произвести поверхностное или сквозное сваривание элементов. Лазерное оборудование работает в двух режимах — непрерывный и прерывистый.
Для сваривания тонких листов металла или изделий сложных форм применяется лазерная импульсная сварка.
Лазерная сварка алюминия, нержавейки и других видов металла осуществляется следующими способами:
- Методы стыковки. Соединение не требует присадок или флюса. Стык между листами не должен превышать 0,2 мм. Проплавление элементов происходит по всей толщине. Во время выполнения подобного сваривания элементов происходит окисление металла, поэтому ему требуется защита. Для этих целей подойдет аргон или азот. Гелий в данном случае не используется, так как через него могут не пройти лучи лазера или потерять свою мощность.
- Метод нахлеста. Края листов накладываются друг на друга. Мощное излучение лазера соединяет эти элементы. При таком способе соединение необходима фиксация изделий. Зазор между листами не должен быть более 0,2 мм.
Заключение
Лазерная сварка металла пользуется большой популярностью. Качественные и крепкие швы изделий способны выдерживать большую нагрузку. Технология лазерной сварки имеет свои особенности, которые влияют на качество будущего шва. Строгий контроль всех этапов, осуществляемых на нашем производстве, позволяет воплощать самые смелые задумки заказчиков в реальность.
